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1、实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 实验内容：构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度条件是 r。计算当量应力r，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，所以不能直接测量主应力。通过测定三个不同方向的应变，计算主应变，最后计算出主应力的大小和方向。本实验测定应变的三个方向分别是-45、0和 45。实验目的与要求：1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向 2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4 桥法测应变的实验方法 设计思路：为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截面的管顶B 点、管底 D 点各粘贴一个 45应变花，测得圆管顶 B 点的-45、0和 45三个方向的线
2、应变45、0、45。应变花的粘贴示意图 实验装置示意图 关键技术分析：由材料力学公式：得 从以上三式解得 主应变 根据广义胡克定律 1、实验得主应力 大小 _12245454504502()2()()2(1)2(1)EE实实 方向 _04545045452()/(2)tg实 2、理论计算主应力 3、误差 实验过程 1.测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表1 2.拟定加载方案。先选取适当的初载荷 P0(一般取 Po=lOPmax左右)。估算Pmax(该实验载荷范围 Pmax400N)，分 46 级加载。3根据加载方案，调整好实验加载装置。4加载。均匀缓慢加载至初载荷
3、Po，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复两次。5作完试验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。6.实验装置中，圆筒的管壁很薄，为避免损坏装置，注意切勿超载，不能用力扳动圆筒的自由端和力臂。附表 1 (试件相关数据)实验结果处理 弯扭实验数据表格 实验总结 实验得主应力 _12245454504502()2()()2(1)2(1)EE实实 实验六 等强度梁弯曲试验 实验内容：一般情况下，梁内不同横截面的弯矩不同。因而在按最大弯矩所设计的等截面梁中
4、，除最大弯矩所在截面，其余截面的材料强度均未得到充分利用。因此，在工程中，常根据弯矩沿梁轴的变化情况，将梁也相应设计成变截面的。从弯曲角度考虑，理想的变截面梁，是使所有横截面上的最大弯曲正应力均等于许用应力，即要求 )()(maxxWxM 由此得抗弯截面系数：)()(xMxW 根据)(xW设计梁的截面，各个横截面具有同样强度，这种梁称为等强度梁。实验目的与要求：（1）测定梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理论。（2）设计宽度不变、高度变化的等强度悬臂梁。设计思路：将试件固定在实验台架上，梁弯曲时，同一截面上表面产生压应变，下表面产生拉应变，上下表面产生的拉压应变绝对值相等。计算公式 26xFxEb
5、 h 式中：F 一梁上所加的载荷;x 一载荷作用点到测试点的距离;E 一弹性模量;bx一梁的宽度;h 一梁的厚度 在梁的上下表面分别粘贴上应变片 R1、R2；如图 6-1 所示，当对梁施加载荷 P 时，梁产生弯曲变形，在梁内引起应力。图 6-1 等强度梁外形图及布片图 关键技术分析：梁任意截面上的弯矩：FxxM)(根据梁弯曲正应力的计算公式：26)()(hbFxxWxMxl 根据胡克定律得梁表面各点的应变：Es 理论值与实验值比较：-=100%理实理 如果截面宽度 b 沿梁轴保持不变，得截面高度为：bFxxhl6)(实验过程 1.拟定加载方案。选取适当的初载荷 P0(一般取 Po=10Pmax
6、 左右)，估算最大载荷Pmax(该实验载荷范围100N)，一般分 46 级加载。2实验采用多点测量中半桥单臂公共补偿接线法。将悬臂梁上两点应变片按序号接到电阻应变仪测试通道上，温度补偿片接电阻应变仪公共补偿端。3按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个系统是否处于正常工作状态。4实验加载，旋转手轮向拉的方向加载。要均匀慢速加载至初载荷 P0。记下各点应变片的初读数或应变与加载力同时清零；然后逐级加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变仪的的读数，直到最终载荷。实验至少重复三次。附表 1 试件相关数据 梁的尺寸和有关参数 梁的高度 h=8mm 测试点的宽度 bx=mm 载荷作用点到固定点距离 x=285mm 弹性模量 E=206Gpa 泊松比=附表 2 实验数据 载荷（N）P P 应变仪读数 R1 1 1 平均值 R2 2 2 平均值 R3 3 3 平均值 R4 4 4 平均值 实验总结 1、理论计算应力 26)()(hbFxxWxMxl 2、实验应力 Es 3、理论值与实验值比较-=100%理实理 4、设计宽度 b=20mm 等强度悬臂梁，画出梁的图形。